Este laboratorio logró un avance sorprendente en la energía de fusión.

Después de generaciones de tratar de producir el poder de una estrella en la Tierra, se produjo una fusión nuclear exitosa en medio de una noche de diciembre y terminó en 20 mil millonésimas de segundo.

Eso es más de 100 mil millones de veces más corto que el primer vuelo de 12 segundos de los hermanos Wright, pero un momento breve y brillante que podría tener implicaciones aún mayores para la humanidad.

Pero mientras los equipos científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore todavía están entusiasmados con su momento de los hermanos Wright, solo recordamos ese nombre porque su tercer vuelo permaneció en el cielo durante 39 minutos.

La reacción de fusión nuclear debe repetirse, extenderse y escalarse antes de que la comparación se mantenga. Y la carrera está en marcha para que funcione.

"Pero eso es lo que lo hace tan emocionante, ¿verdad?" dijo la científica principal Tammy Ma a CNN. "El potencial es tan grande para la energía limpia, abundante, ilimitada y asequible. Será difícil. No será fácil. Pero vale la pena hacerlo".

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La oficina de Ma es una caja gigante de láseres del tamaño de tres campos de fútbol en la esquina de un laboratorio de 7,000 acres en Livermore. A lo largo de los altos techos blancos hay kilómetros de tubos cuadrados que contienen 192 de los láseres más energéticos del mundo, todos serpenteando hacia una habitación redonda en el centro.

El mismo centro de esta cámara objetivo se convierte en el lugar más caliente del sistema solar cada vez que realizan un experimento de fusión, y está cubierto con suficiente maquinaria brillante que JJ Abrams usó para retratar el núcleo warp del USS Enterprise en "Stark Trek Into". Oscuridad."

Con un legado de demoras y sobrecostos, los críticos del Congreso apodaron irónicamente a la Instalación Nacional de Ignición como la "Instalación Nacional de Casi Ignición" o "NAIF". Si no fuera por su trabajo de estudio del armamento nuclear sin necesidad de explosiones de prueba, el programa podría haber perdido fondos hace años.

Pero ahora, por primera vez desde que comenzó a construirse en 1997, la Instalación Nacional de Ignición finalmente puede hacer honor a su nombre. En diciembre, 192 de los láseres más energéticos del mundo calentaron una pequeña bolita de átomos de hidrógeno con tanta fuerza que se fusionaron para crear helio y, lo que es más importante, exceso de energía.

Un poco más de 2 megajulios de energía que entraban en la cámara objetivo se convirtieron en 3,15 megajulios que salían, una ganancia modesta de alrededor del 50%, pero suficiente para hacer historia y permitir que los científicos califiquen el experimento como un verdadero éxito.

Los cinco intentos desde entonces han fallado en repetirlo.

"Hemos aprendido mucho a través de esos experimentos", dijo la directora de Lawrence Livermore, Kimberly Budil, durante una celebración del encendido de diciembre. "Y estamos muy seguros de que volveremos a estar por encima de ese umbral. Pero todavía es un proyecto de I + D en este momento".

Si bien algunos de los disparos fallidos utilizaron menos energía que el exitoso, otros no pudieron recrear la precisión de las cápsulas de diamante utilizadas para contener los átomos de hidrógeno.

"Hicimos una serie de modificaciones para tratar de compensar el hecho de que las cápsulas no eran perfectas y algunas funcionaban mejor que otras". Budil dijo. "Entonces, la esperanza siempre está ahí. Pero si observa la historia de los experimentos que hemos realizado, los cambios muy pequeños en la entrada traen cambios muy grandes en el rendimiento en el lado de la salida".

"Cada vez que hacemos una toma, somos el lugar más caliente del sistema solar", dijo Ma mientras señalaba los kilómetros de espejos que pueden amplificar $14 de electricidad en una fuerza "mil veces la potencia de todo el sistema eléctrico de EE. UU." rejilla. Pero sus luces no parpadean en casa cuando tomamos una foto porque estamos tomando una gran cantidad de energía y comprimiéndola en nanosegundos ".

Toda la instalación se construyó con tecnología de hace 20 años y Ma dijo que si la reconstruyeran hoy, o si construyeran una planta de energía de fusión nuclear legítima, "usaría una nueva tecnología que es mucho más eficiente, podría disparar a tasas mucho más altas, con una mayor eficiencia y una precisión muy alta".

Hasta ahora, el campo de la fusión nuclear se ha dividido principalmente en aquellos que usan láseres para provocar la ignición como una serie de petardos, y aquellos que despliegan imanes lo suficientemente fuertes como para levantar un portaaviones para controlar las corrientes de plasma que fluyen alrededor de una máquina con forma de dona. llamado tokamak.

En 2021, los científicos que trabajaban cerca de Oxford utilizaron el método magnético para generar una cantidad récord de energía sostenida durante cinco segundos.

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"En diez años, estarán donde estábamos hace diez años", dijo Bruno Van Wonterghem, gerente de operaciones de NIF, una señal de cuán competitiva se está volviendo la creciente carrera de fusión.

Incluso antes del lanzamiento exitoso de diciembre, la inversión privada en tecnología de fusión se triplicó en 2021, con docenas de nuevas empresas tratando de abordar los infinitos desafíos de la fusión de formas novedosas. Una startup de Vancouver está intentando aprovechar un torbellino de metal líquido para controlar los neutrones, mientras que los ex alumnos del Lawrence Livermore Lab han desarrollado una idea para pequeños reactores de fusión modulares y cuentan con Bill Gates y Shell Oil como inversores.

Helion Energy está haciendo las promesas más audaces del lote de inicio y atrayendo a algunos de los mayores patrocinadores en tecnología, incluida una inversión de $ 375 millones de Sam Altman, el director ejecutivo de Open AI. Helion afirma que su prototipo en forma de enorme mancuerna disparará anillos de plasma a un millón de millas por hora y demostrará la capacidad de producir electricidad a través de la fusión para el próximo año.

Después de que Microsoft anunciara el miércoles un compromiso de comprarle 50 megavatios de electricidad en 2028, Helion dice que construirá su primera planta en el estado de Washington. Pero este, el primer acuerdo de compra de energía de fusión de su tipo, es modesto y representa solo alrededor del 0,04% de la energía limpia que Microsoft compró en 2022.

La Agencia Internacional de Energía Atómica no espera que se produzca electricidad a partir de la fusión hasta la segunda mitad del siglo, y tan difícil como es controlar el plasma caliente por el sol, ha sido igualmente difícil controlar el costo de producirlo.

“En este momento, estamos gastando una gran cantidad de tiempo y dinero en cada experimento que hacemos”, dijo a CNN Jeremy Chittenden, codirector del Centro de Estudios de Fusión Inercial del Imperial College de Londres. "Necesitamos reducir el costo por un factor enorme".

Ahora que tienen su momento de los hermanos Wright, Ma está convencida de que el mundo eventualmente volará, trabajará y vivirá de la fusión.

“Si nosotros, como Estados Unidos, decidimos que lo vamos a hacer, podemos hacerlo. Es solo cuestión de tiempo. Es una cuestión de dinero”, dijo Ma. “Es una elección que tenemos que hacer juntos. Y creo que lo veremos en las próximas décadas.

"Con seguridad."